(57)【要約】【課題】  放熱特性に優れ、低コスト、且つ、環境負荷の軽い画像表示装置用の金属部材及びその製造方法を提供する。【解決手段】  画像表示装置に用いられる平板状金属部材であって、該金属部材は背面板、もしくは、画素に相当する発光空間を仕切る隔壁を有する背面板であり、画素に相当する面の裏面に凹凸を有する画像表示装置用金属部材である。  また、本発明は、画像表示装置に用いられる金属部材の製造方法であって、該金属部材は背面板、若しくは、画素に相当する発光空間を仕切る隔壁を有する背面板であり、画素に相当する面の裏面に凹凸を形成する画像表示装置用金属部材の製造方法である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示装置に用いられる平板状金属部材であって、該金属部材は背面板、もしくは、画素に相当する発光空間を仕切る隔壁を有する背面板であり、該背面板は発光空間側の面の裏面に凹凸を有することを特徴とする画像表示装置用金属部材。
【請求項２】
前記画像表示装置用金属部材は、凹凸を有する面に、背面板の材質より熱伝導特性に優れた伝熱層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置用金属部材。
【請求項３】
前記伝熱層は金属もしくは金属化合物からなることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置用金属部材。
【請求項４】
前記伝熱層はＣｕ、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣの何れかからなることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置用金属部材。
【請求項５】
前記画像表示装置用金属部材は、Ｎｉを質量比率で３８〜５５％含有したＦｅ−Ｎｉ系合金であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の画像表示装置用金属部材。
【請求項６】
画像表示装置に用いられる金属部材の製造方法であって、該金属部材は背面板、もしくは、画素に相当する発光空間を仕切る隔壁を有する背面板であり、該背面板の素材表面のうち、発光空間側の面の裏面に凹凸を形成することを特徴とする画像表示装置用金属部材の製造方法。
【請求項７】
少なくとも凹凸を有する面に、該金属部材より熱伝導特性に優れた伝熱層を形成することを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置用金属部材の製造方法。
【請求項８】
前記伝熱層はメッキ法もしくは気相堆積法もしくは伝熱シートの貼り付けにより形成することを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置用金属部材の製造方法。
【請求項９】
前記画像表示装置用金属部材は、Ｎｉを質量比率で３８〜５５％含有したＦｅ−Ｎｉ系合金であることを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載の画像表示装置用金属部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイ（以後ＰＤＰと略す）、フィールドエミッションディスプレイ、液晶ディスプレイ、シートディスプレイ等の画像表示装置用の金属部材及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＰＤＰ等のガス放電型画像表示装置においては、従来、前面板と背面板との２枚のガラス板の間に、画素に相当する発光空間（セル）を形成し、隣接したセル間の色の干渉を防止するための仕切りとして、ガラス隔壁が構成されている。
ＰＤＰの性能は、セルの構造に依存するところが大きく、特に、高精細化と高輝度化のためには、セルを隔てる隔壁の幅を小さくすることによりセルの開口率を高めることや、深いセルを形成することにより発光空間を広げたり蛍光体塗布面積を増加したりすることが有効である。しかし、ガラス隔壁は脆いため、セル同士を隔てる隔壁の幅を小さく加工することや高い隔壁を形成することが困難である。
【０００３】
前面板や背面板としては、熱膨張係数（２０〜５００℃）が８〜９×１０−６／℃程度のソーダライムガラスや高歪点ガラスが主として用いられており、隔壁には主に鉛を含む酸化物が素材として使用される。背面板の上にペースト状の隔壁材料を塗布した後、主にサンドブラスト法により溝や孔を形成して、発光空間とし、掘り残した部分を隔壁としている。
このような隔壁の形成方法は、工程が煩雑であることと、隔壁に欠けが発生し易く歩留りが悪いことから、生産性が悪くコストが高くなるばかりか、製造された隔壁及びサンドブラスト法によって除去されたガラス粉には有害な鉛が多く含まれるため、環境上好ましくないものである。
【０００４】
上述の問題を解決するため、特開平３−２０５７３８号公報（特許文献１参照）には電着法によってガラスを含む誘電体を表面に形成した金属隔壁が提案されている。また、本発明者らも、特開２０００−３６７５号公報（特許文献２参照）において、金属材料にガラス質絶縁層をイオンプレーティングによって形成した金属隔壁を提案している。
また、ガラスの前面板や背面板は厚みが２〜３ｍｍと厚いことから、画像表示装置の薄型化や軽量化を妨げる要因ともなっており、発光空間において発せられる熱を放散する妨げとなっている。
この問題を解決する手段として、特表２００１−５２６８２２号公報（特許文献３参照）には、背面板ガラスに替えてＴｉ基板を用いる方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２０５７３８号公報
【特許文献２】特開２０００−３６７５号公報
【特許文献３】特表２００１−５２６８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１や特許文献２に開示した方法は、隔壁が金属であるものの背面板としてはガラスを使用するため、発光空間で発せられる熱の放散には、顕著な効果が認められなかった。
また、特許文献３に開示した方法は、背面板として金属を用いることから、放熱性は向上しているが、裏面が平坦であることから、十分な効果が得られていなかった。
以上、ＰＤＰを中心に述べてきたが、発光空間で発せられる熱の放散は、画像表示装置全てに共通の課題である。
本発明の目的は、上記の問題に鑑み、放熱特性に優れ、低コスト、且つ、環境負荷の軽い画像表示装置用の金属部材及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上述の問題を解決するべく鋭意検討し、本発明に到達した。
即ち本発明は、画像表示装置に用いられる平板状金属部材であって、該金属部材は背面板、もしくは、画素に相当する発光空間を仕切る隔壁を有する背面板であり、画素に相当する面の裏面に凹凸を有する画像表示装置用金属部材である。
好ましくは、少なくとも凹凸を有する面に、該金属部材より熱伝導特性に優れた伝熱層が形成される。好ましくは、金属もしくは金属化合物からなり、より好ましくは、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣのいずれかからなる。
本発明の画像表示装置用金属部材は、Ｎｉを質量比率で３８〜５５％含有したＦｅ−Ｎｉ系合金である。
【０００８】
本発明は、画像表示装置に用いられる金属部材の製造方法であって、該金属部材は背面板、若しくは、画素に相当する発光空間を仕切る隔壁を有する背面板であり、画素に相当する面の裏面に凹凸を形成する画像表示装置用金属部材の製造方法である。
好ましくは、少なくとも凹凸を有する面に、該金属部材より熱伝導特性に優れた伝熱層を形成する。より好ましくは、該伝熱層はメッキ法もしくは気相堆積法もしくは伝熱シートの貼り付けにより形成する。
本発明は、前記画像表示装置用金属部材は、Ｎｉを質量比率で３８〜５５％含有したＦｅ−Ｎｉ系合金である画像表示装置用金属部材の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
画像表示装置に本発明の金属部材を利用することで、装置の放熱特性を向上させることができ、画像表示装置のコストの低減や消費電力の低減が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の重要な特徴は、画像表示装置用の平板状金属部材、即ち、背面板の発光空間側の面の裏面（以下、背面板の裏面と略記する）に凹凸を形成し、画像表示装置の放熱特性を高めた点にある。
本発明では、背面板の裏面に凹凸を形成する。この凹凸の形成により、背面板の表面積が増大し、発光空間で発せられる熱の放散性を向上させ、画像表示装置の放熱特性を向上させることができるのである。
以下に本発明の画像表示装置用金属部材について、製造方法の説明を交えながら説明する。
【００１１】
先ず、背面板、もしくは、画素に相当する発光空間を仕切る隔壁を有する背面板とするための素材として、金属板を用意する。その表面形状はフラットな金属板としても良いし、一部にエッチング加工や打抜き加工が施されてあっても良い。
また、画素に相当する発光空間を仕切る隔壁を有する背面板の場合には、画素に相当する多数の貫通穴を有する金属板と平板の金属板とを貼り合わせた、積層タイプの金属板や、金属板の表側に非貫通の穴を多数形成して、それを発光空間として利用する、単板タイプの金属板を素材とする。これらの貫通あるいは非貫通の穴の形成方法は特に限定しないが、例えば、エッチング加工、プレス加工、レーザー加工等が挙げられる。
なお、この素材においては、所定の寸法に切断したものであっても良いし、帯状のものであっても良い。また、発光空間側の面には、例えば、酸化物等を層状に形成することによって、絶縁処理が施された物であっても良い。
【００１２】
そして、本発明では上記の背面板の素材を用いて、発光空間側の面の裏面に凹凸を形成する。この場合、凹凸とは、圧延時に生じる圧延疵のように不可避的に生じるものではなく、積極的に形成するものを言う。
凹凸の形成方法としては、
（１）背面板の素材に凸部を形成して凹凸とする方法、
（２）背面板の素材に凹部を形成して凹凸とする方法、
（３）上記の（１）と（２）の方法を組み合わせる方法、
を、採用することができるが、上記の方法（３）については、工程が煩雑になり、現実的ではないため、上記（１）、（２）の何れかの方法を採用するのが良い。
以下に（１）の方法から説明していく。
【００１３】
上記の（１）背面板の素材に凸部を形成して凹凸とする方法として具体的に説明すると、背面板と同一の材料、あるいはより熱伝導に優れる材料（例えばＡｌ系材料やＣｕ系材料）からなるディンプル状や櫛状の凸部を形成して背面板の裏面に凹凸を形成する方法が採用できる。
この凸部については、背面板からの高さが高いほど表面積が増大するため、放熱特性の向上に有効であるが、凸部形成にかかる工数とコストの観点から、また、本発明の金属部材は、薄型ディスプレイ用の部材であることからも、極端に高い凸部を形成すると、ディスプレイの厚みが厚くなってしまい、好ましくない。従って、せいぜい背面板の素材である金属基板の厚みと同程度以下の高さが好ましい。
【００１４】
上記の（２）背面板の素材に凹部を形成して凹凸とする方法として具体的に説明すると、例えば、背面板の裏面に微小な凹部を形成する方法として、いわゆる粗化処理を施す程度のものでも放熱特性の向上が認められるが、より放熱特性を向上させるためには表面積を大きくする方が放熱の点で有利である。
そのための方法としては、機械的に部材に傷を付ける方法や、化学的な薬液による処理、もしくはブラストのような物理的な処理によって凹部を形成して、背面板の裏面に凹凸を形成する方法を採用することができる。
【００１５】
上記の凹部形成方法のうち、中でも特に好ましいのはエッチングによる加工である。エッチングによる凹部の形成では、凹部を形成する場所、形状を決定する際の自由度が大きく、凹部の深さの調整も容易である。
そして、他の手法に比して、非貫通の深い凹部を形成することができることからも、エッチング加工が好ましい。凹部の深さは深ければ深いほど背面板の表面積を増大させることができ、放熱特性の向上に有効である。但し、あまりに深い凹部を形成すると、背面板の強度が極端に劣化し、パネルの組立て工程におけるハンドリングに支障をする惧れや、パネルの運搬時や使用時の衝撃によって破壊する惧れがある。従って、加工による除去部分の体積の合計は、素材である金属板に対して、７０％以下であることが好ましい。
なお、ここで言う除去部分とは、金属板の表面に発光空間を形成する場合には、表面の発光空間と裏面の凹部を合わせた加工部分を指す。
【００１６】
また、エッチング加工による形成の場合、背面板素材に対して、その表裏面に同時にエッチング加工を施すことができるという利点もある。例えば、発光空間として利用する非貫通の穴を多数形成すると同時に、裏側の面に並列や格子状等の溝状の凹凸を同時に形成することができ、工程を１つにまとめることができるため、より好ましいプロセスとなる。
従って、本発明の凹凸の形成方法として最適な加工方法はエッチング加工による方法を採用することである。
【００１７】
こうして形成する凸部や凹部は、発光空間側の面に形成された数個のセルにまたがるようなものであっても、放熱特性の向上には効果があるが、画像表示装置の背面板の各部において均一な放熱が得られるよう、発光空間側の面の発光空間１つに対し、その裏面に１つもしくはそれ以上の凹部もしくは凸部を設けることが好ましい。
例えば、発光空間であるボックスセルが、セル面積：２５０μｍ×５００μｍ、セルピッチ：３００μｍ×６００μｍである画像表示装置である場合、背面板の裏面に、深さ：３０μｍ、幅：３０μｍの溝を、ピッチ：６０μｍで、エッチング加工によって、パネルの垂直方向・水平方向に形成すると、縦横の溝である凹部に囲われたエッチング加工を受けない部分が、３０μｍ角、高さ３０μｍのディンプル状の凸部となって残り、１発光セル当たり裏面に５０個のディンプルを形成することができる。従って、画像表示装置の全ての画素について、５０個ずつの凸部を形成することができ、均一な放熱に効果的な凹凸とすることができる。
【００１８】
更に放熱特性を向上するためには、凹凸を形成した面に背面板の材質よりも熱伝導特性に優れた伝熱層を形成することでより一層、放熱特性を向上させることができる。
この伝熱層は、熱伝導特性に優れる材質であれば良いが、金属もしくは金属化合物が扱いやすく、好ましい。本発明では代表的なものとして、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣのいずれかとした。
伝熱層の形成法は特に限定するものではないが、ＣｕやＡｌといった金属層であれば、例えば、メッキ法にて形成すれば良い。
伝熱層として、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ等を利用する場合には、気相堆積法等で直接形成しても良いし、シート状にしたものを貼り付けても良い。Ａｌ２Ｏ３のように絶縁性のシートを用いれば、背面板裏面の絶縁もでき、安全上好ましく、パネルを駆動する上での電気的なトラブルも回避でき、好ましい。従って、金属の伝熱層の場合には、この上に絶縁層を設けても良い。
【００１９】
本発明の背面板の材質について説明する。
本発明の背面板は、ＦＥＤのスペーサーやＰＤＰの隔壁などであり、多くは高歪点ガラスと接合して使用される。その組立てプロセスにおいて、５００℃程度の熱影響を受けるため、前面板や背面板に用いられる高歪点ガラスの熱膨張係数（２０〜５００℃）の８×１０−６／℃に近い６〜１０×１０−６／℃であることが望ましい。
更に、上述したようにエッチングで凹凸が容易に形成でき、且つ、特殊なエッチング溶液を用いる必要のない材質を選定するのが良く、これを満足する代表的な材質としてはＦｅ−Ｎｉ系合金を用いるのが好ましい。
高歪点ガラスの熱膨張係数に近似させるため、Ｎｉを質量比率で３８〜５５％含有したＦｅ−Ｎｉ系合金とすればよい。
なお、本発明におけるＦｅ−Ｎｉ系合金は、その性能を阻害しない範囲で不可避的な不純物を含んでいても良く、また、付加的に望まれる特性に応じて、他の元素を含有させても良い。例えば、ガラスとの接合性を向上するなどの目的で、一部をＣｒで置換したＦｅ−４２Ｎｉ−６Ｃｒのような、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金なども含む。
【００２０】
上述するようにして得られた部材は、背面板裏面の表面積を増大させたことから、放熱特性の向上が期待でき、コストの低減や消費電力の低減が期待できる。
また、現状のガラス隔壁やグリーンシートに用いられている低融点ガラスを使用しないため、有害な鉛を本質的に含まず、環境上の問題も発生しないという利点も併せ持っている。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を更に詳細に実施例を用いて説明する。
補強材には熱膨張係数８．５×１０−６／℃の４８％Ｎｉ−Ｆｅ合金を溶解、鋳造し、焼鈍と熱間及び冷間での塑性加工を繰り返して施して、板厚０．３ｍｍの板材とし、これを背面板用の素材とした。
続いて、画像表示装置の一つであるプラズマディスプレイにおけるボックスセルの形状となるように、背面板用の素材の一方の面に深さ１８０μｍの非貫通の穴（セル面積：２５０μｍ×５００μｍ、セルピッチ：３００μｍ×６００μｍ）をエッチング法で加工し、発光空間（１）とした。同時に他方の面、すなわち背面板の裏面には、凹凸を形成するための凹部（２）として、背面板の裏面に、深さ：３０μｍ、幅：３０μｍの溝を、ピッチ：６０μｍで、エッチング加工によって、背面板の縦方向・横方向（画像表示装置に組立てたとき、パネルの垂直方向・水平方向）に形成すると、縦横の溝である凹部に囲われたエッチング加工を受けない部分が、３０μｍ角、高さ３０μｍのディンプル状の凸部（３）となって残り、１発光セル当たり裏面に５０個のディンプルを形成することができた。従って、画像表示装置の全ての画素について、５０個ずつの凸部を形成し、画素に相当する発光空間を仕切る隔壁を有する背面板（４）とした。
なお、この時のエッチング加工による除去部分の体積の合計は、素材である金属板に対して約４０％であった。
【００２２】
更に背面板の裏面に形成した凹凸の部分にＣｕメッキによって２μｍの伝熱層（５）を形成した。更に、発光空間側の面、凹凸を有する裏面のＣｕメッキの面、両面に、気相成膜法の一つであるスパッタリング法により、アルミナの絶縁層（６）を２μｍの厚みで形成し、画像表示装置用金属部材とした。
発光空間側のアルミナの絶縁層の上に、スクリーン印刷法により蛍光体層（７）を形成し、前面板ガラス（８）と貼り合わせることで、画像表示用のパネルに組み立てることができる。
なお、上記の凹凸や伝熱層を形成しないものを比較例とし、本発明の画像表示装置用金属部材とを、パネルとして組み立ててパネルを駆動させ、パネル裏面の中心の温度を測定した。
【００２３】
【表１】
2006012693.tif 000003
【００２４】
表１に示す通り、本発明のＮｏ．１及びＮｏ．２では、比較例のＮｏ．３に比して金属部材の温度の低下が認められ、放熱特性に優れている。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によれば、画素に相当する面の裏面に凹凸を有する金属部材の優れた放熱特性により、高性能の画像表示装置を、高生産性・低コスト・低環境負荷で提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１．発光空間、２．凹部、３．凸部、４．隔壁を有する背面板、５．伝熱層、６．絶縁層、７．蛍光体層、８．前面板ガラス
【図１】
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